75
Studi Eksperimental Daktalitas Pelat Beton Bertulang
Berongga Dua Arah dengan Pemanfaatan Pipa PVC sebagai
Pembentuk Rongga
Wahyu Mahendra Trias Atmadja
1,a, Herman Parung
2,b, Rita
Irmawaty
3,cA. Arwin Amiruddin
4,d 1,2,3,4Departemen Teknik Sipil, Universitas HasanuddinJl. Poros Malino KM 06 Bontomarannu, Gowa
Email: 1mahendrawahyu1975@gmail.com, 2parungherman@yahoo.co.id, 3Rita_irmaway@yahoo.co.id, 4a.arwinamiruddin@ yahoo.com
ABSTRAK
Pelat lantai beton bertulang masif memiliki berat sendiri yang cukup besar dan memberikan konstribusi besar terhadap berat total bangunan. Pembuatan pelat beton berongga dengan pemanfaatan pipa polivinyl chloride sebagai pembentuk rongga merupakan salah satu teknologi alternatif yang bertujuan untuk mengurangi berat sendiri pelat. Selain memperhatikan kekuatan dan kekakuan struktur terdapat satu faktor lagi yang harus diperhatikan yaitu daktalitas karena suatu struktur harus didesain memiliki daktalitas yang tinggi (mempunyai deformasi yang besar). PVC yang telah dimodifikasi dipergunakan sebagai pembentuk rongga pada pelat beton berongga (PB-1) yang memiliki tebal yang sama dengan Pelat Pejal (PP) dan pelat beton berongga (PB-2) yang memiliki jumlah volume yang sama dengan Pelat Pejal (PP). Metode pembebanan yang digunakan adalah pembebanan merata pelat dua arah dengan tumpuan sendi di keempat sisinya dengan menggunakan alat static monotonic
load. Dari hasil eksperimen didapatkan nilai lendutan maksimum untuk pelat pejal
(PP) sebesar 34,18 mm dan lendutan lelehnya 21,30 mm, sedangkan pada pelat berongga (PB-1) nilai lendutan masimum sebesar 34,59 dan lendutan lelehnya 19,14 mm dan pada pelat berongga (PB-2) nilai lendutan maksimumnya sebesar 33,93 dan lendutan lelehnya 22,60 mm. Sehingga didapatkan nilai daktalitas untuk pelat pejal (PP) diperoleh nilai 1,6, untuk pelat berongga (PB-1) didapatkan nilai daktalitas 1,81 dan untuk pelat berongga (PB-2) diperoleh nilai daktalitas 1,50.
Kata kunci : Pelat Berongga PVC, Lendutan Maksimum, Lendutan Leleh dan
Daktalitas
Pendahuluan
Teknologi alternatif yang
berkembang untuk mengurangi berat sendiri pelat antara lain hollow core
slab[1], dan biaxial hollow slab [2]. Kedua jenis pelat tersebut memiliki rongga pada beton didaerah tarik yang bertujuan untuk mengurangi berat sendiri pelat. Pelat berongga bola mempunyai kelebihan dimana pelat dapat digunakan untuk sistem satu arah maupun sistem dua arah. Perilaku
hollow core slab dengan menggunakan PVC dan streoform ternyata mampu
mengurangi berat sendiri secara
significan[3], sedangkan pemodelan elemen hingga non linier pelat satu arah beton bertulang berongga bola
mensimulasikan bahwasanya kuat
lentur, daktalitas pelat beton berongga
bola akan menurun seiring
bertambahnya rasio rongga pada
pelat[4], pemanfaatan limbah kaleng susu sebagai pembentuk rongga dengan mengamati perilaku lentur dan geser ternyata juga mampu mengurangi berat sendiri beton[5], pelat beton berongga bola dengan sistem pracetak sudah dipatenkan dengan nama bubble deck,
76
diantara penelitian penelitian yang telah dilakukan yang berkaitan dengan
bubble deck antara lain adalah
penelitian tentang kapasitas geser
biaxial hollow slab [2],
penelitian tentang pemodelan
mekanisme geser pada keadaan layan dan batas balok beton bertulang
berongga[6], penelitian tentang
perilaku struktural dari bubble deck dan aplikasi untuk ligthweight pada lantai jembatan [7], perilaku lentur dan geser pelat beton bertulang sistem dua
arah[5]. Metode eksperimen yang
digunakan dalam penelitian ini adalah simulasi pembebanan merata dengan menggunakan pengujian pelat dua arah yang ditumpu dengan tumpuan sendi pada keempat sisinya yang mengacu pada ASTM E2322. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan dan menganalisis nilai daktalitas pelat pejal (PP) jika dibandingkan dengan Pelat Berongga (PB-1) dan Pelat Berongga (PB-2).
Manfaat yang diharapkan dari
penelitian ini adalah dengan adanya
rongga pada pelat beton bertulang akan
diketahui pengaruhnya terhadap
daktalitas pelat.
Program Pengujian Eksperimen
Kuat tekan yang direncanakan dalam penelitian ini adalah 29 Mpa, berdasarkan SNI 7394-2008 proporsi campuran beton untuk 1 m3 adalah sebagai berikut :
Tabel 1. Komposisi Beton
Komposisi Beton Nilai Satuan
Semen OPC 3,275 kN/m3 Abu Batu 1,402 kN/m3 Air 185 Lt/m3 Super Plasticizer 2 Lt/m3 Agregat Kasar 8,728 kN/m3 Agregat Halus 7,55 kN/m3
Pengujian kuat tekan dilakukan pada saat beton berumur 28 hari, analisa data hasil pengujian kuat tekan beton normal dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini :
Tabel 2. Uji Kuat Tekan Beton Silinder Normal
Benda Uji
Berat Beban
Pembacaan
Fc’=P/A fcr fc
(N) (N) (Mpa) (Mpa) (Mpa)
1 121,70 582610 32,96
31,19 28,51
2 120,82 567970 32,13
3 120,82 520000 29,41
4 121,99 535000 30,26
Pengujian modulus elastisitas
dilakukan pada saat umur beton 28 hari,
hasil pengujiannya dapat dilihat pada tabel 3 berikut ini :
Tabel 3. Pengujian Modulus Elastisitas Beton Normal
Benda Uji
Dimensi Beban S1 S2 ℇ2 Ec
(mm) (N) (Mpa) (Mpa) (µ) (Mpa)
1 100 x 200 32090 0,513 12,84 586,48 22970,56
2 100 x 200 32760 1,408 13,10 624,28 20367,86
3 100 x 200 23800 1,339 9,52 447,89 20559,06
Rata-rata 21299,16 Empirir (Ec=4700 √fc) 25104,34 Ketiga pelat memiliki dimensi
panjang dan lebar yang sama yaitu 2750 mm dan 1800 mm. Pelat Pejal (PP)
memeliki tebal yang sama dengan pelat berongga (PB-1) 14 cm sedangkan Pelat Berongga (PB-2) memiliki volume yang
77
sama dengan pelat Pejal (PP) dengan
ketebalan Pelat Berongga (PB-2)
sebesar 159 mm. Rongga dibentuk dari modifikasi pipa PVC 3 dimensi yang
mempunyai diameter 76 mm,
sedangkan pembesian arah memanjang
dan melintang digunakan besi diameter 8 mm dengan jarak antar tulangan 100 mm. Detail benda uji dapat dilihat pada tabel 5 dan gambar 1, gambar 2 dan gambar 3 dibawah ini :
Tabel 4. Komposisi Pelat Uji Benda Uji Dimensi Pelat (mm) ∅ rongga (mm) Jarak antar bola (mm) Berat mati tiap 1 m2 𝜌 (%) d (mm) Volume beton PP 2750x1800x140 - - 315,663 0,403 112,4 100 % PB-1 2750x1800x140 76 24 273,54 0,403 112,4 86,33% PB-2 2750x1800x159 76 24 315,663 0,345 131,4 100%
78
Gambar 2. Pelat Berongga Tebal 14 cm (PB-1)
Gambar 3. Pelat Berongga Tebal 15,9 cm (PB-2)
Dalam penelitian ini benda uji
ditumpu dengan tumpuan sendi
sepanjang keempat sisinya. Setting alat pengujian mengacu pada ASTM E2322 yaitu pengujian pelat dua arah dengan
simulasi beban merata. Pola
pembebanan merata dilakukan dengan pemberian beban berupa karung-karung pasir, selanjutnya diatas karung-karung pasir diberi pelat pelat beton kemudian dipasang dudukan dari baja untuk
menyalurkan beban dari hydraulic jack ke pelat beton. Diharapkan dengan pola pembebanan ini dapat menyerupai pembebanan dengan beban merata. Pembebanan dilakukan secara bertahap
hingga mencapai kapasitas pelat.
Lendutan pelat, regangan beton beton dan baja diperoleh dari pembacaan
LVDT dan straingauge yang
perletakannya dijelaskan pada gambar 4 dibawah ini :
79
Gambar 4. Penempatan Strain Gauge Baja dan Strain Gauge Beton Serta LVDT
Data yang dicatat dari pengujian meliputi data beban, lendutan dan
regangan baja tulangan. Untuk
pengamatan retak pada pelat dilakukan secara visual dan diikuti dengan memberikan tanda dan nilai pada pelatnya. Set up alat pengujian dan pembebanan pada pelat uji bias dilihat pada gambar 5 dibawah ini.
Gambar 5. Pembebanan Benda Uji
Hasil Pengujian dan Diskusi
Metode pengujian yang digunakan adalah displacement control sehingga lendutan ditinjau dari lendutan maksimum
yang terjadi. Berdasarkan hasil
pengujian pelat pejal (PP) dan pelat berongga (PB-1) serta pelat berongga (PB-2) yang dilakukan seperti pada dan Gambar 6 diperoleh nilai beban maksimum dan displacement untuk masing-masing benda uji.
Gambar 6. Pengujian Benda Uji
Grafik hubungan antara beban
maksimum dengan displacement
masing-masing benda uji dapat dilihat pada Gambar 7.
80
Gambar 7. Hubungan Beban dan Lendutan pada Kondisi Leleh dan Beban
Maksimum Dari hasil pengujian pembebanan pelat
dan pembacaan grafik 7 diatas
didapatkan beban maksimum dan
lendutan yang disajikan pada Tabel 6 sebagai berikut :
Tabel 6. Prosentase Perbandingan Beban dan Lendutan Benda Uji Beban Maks (kN) Prosentase (%) Lendutan (mm) Prosentase (%) PP 410,64 100 34,18 100 PB-1 335,18 81,624 34,59 101,199 PB-2 396,26 96,498 33,93 99,268
Lendutan leleh dapat diperoleh dengan memplot titik pertemuan antara garis beban leleh dengan garis yang dibuat dengan menarik garis linier mulai titik nol kurva beban-lendutan ditarik lurus melalui titik perpotongan kurva dengan garis 0,75 beban leleh.
Beban maksimum yang terjadi pada pelat pejal (PP-1) sebesar 410,64 kN dengan lendutannya sebesar 34,18 mm, sedangkan beban leleh yang terjadi sebesar 326,48 kN dengan lendutan 21,30 mm, disajikan dalam bentuk grafik seperti pada gambar 8 dibawah ini.
81
Gambar 8. Hubungan Beban dan Lendutan pada Pelat Pejal (PP-1)
Beban maksimum yang terjadi pada pelat berongga (PB-1) sebesar 335,18 kN dengan lendutannya sebesar 34,59 mm, sedangkan beban leleh yang terjadi
sebesar 262,39 kN dengan lendutan 19,14 mm, disajikan dalam bentuk grafik seperti pada gambar 9 dibawah ini.
Gambar 9. Hubungan Beban dan Lendutan pada Pelat Berongga (PB-1)
Beban maksimum yang terjadi pada pelat berongga (PB-2) sebesar 396,26 kN dengan lendutannya sebesar 33,93 mm, sedangkan beban leleh yang terjadi sebesar 309,63 kN
dengan lendutan 22,60 mm, disajikan dalam bentuk grafik seperti pada gambar 10 dibawah ini.
82
Gambar 10. Hubungan Beban dan Lendutan pada Pelat Berongga (PB-2)
Data yang didapatkan pada pengujian lendutan diatas didapatkan nilai beban pada saat leleh dan beban pada saat ultimate. Data inilah yang akan dipakai untuk menghitung
nilai daktalitas masing masing pelat tersebut sebagaimana disajikan pada tabel 7 dibawah ini.
Tabel.7. Daktalitas Pelat
Plat Uji
Beban Lendutan
Daktalitas
P leleh P maks Leleh Maks
(kN) (kN) (mm) (mm)
PP 326,48 410,64 21,30 34,18 1,60
PB-1 262,39 335,18 19,14 34,59 1,81
PB-2 309,63 396,26 22,60 33,93 1,50
Nilai daktalitas masing masing pelat disajikan dalam histogram seperti pada gambar 11 dibawah ini.
Gambar 11. Daktalitas Pelat PP, PB-1
dan PB-2
Secara teoritis, daktalitas suatu pelat sangat dipengaruhi oleh rasio tulangan (𝜌) atau perbandingan luas tulangan
terhadap luas penampang efektif beton. Semakin kecil rasio tulangan maka pelat tersebut akan semakin daktail. Luas tulangan pada ketiga benda uji pelat sama namun luas penampang efektif betonnya berbeda akibat adanya rongga. Akan tetapi hasil eksperimen pada PB-2 menunjukkan hasil yang sebaliknya hal ini bisa terjadi dikarenakan pembacaan yang kurang tepat pada data logger. Kesimpulan
a. Daktalitas Pelat Pejal (PP) sebesar 1,60, daktalitas pada pelat berongga
(PB-1) sebesar 1,81 sedangkan
daktalitas pada pelat berongga (PB-2) sebesar 1,5.
b. Tidak terjadi perbedaan yang
significan terhadap benda uji pelat
pejal (PP), Pelat berongga (PB-1) dan pelat berongga (PB-2) jika dilihat dari
83
prosentase lendutan dan beban
maksimumnya.
Referensi
[1] P. Micallef, “Assessment of Shear Capacity of Pre-stressed Hollow Core Floor Units in the Local Construction Industry,” 2005.
[2] M. Aldejohann, “Zum
Querkrafttragverhalten von
Hohlkörperdecken mit zweiachsiger Lastabtragung,” 2008.
[3] N. G. Wariyatno, Y. Haryanto, and G. H. Sudibyo, “Flexural Behavior of Precast Hollow Core Slab Using PVC Pipe and Styrofoam with different Reinforcement,” Procedia
Eng., vol. 171, pp. 909–916, 2017,
doi: 10.1016/j.proeng.2017.01.388. [4] D. G. Jati, “Pemodelan Elemen
Hingga Non Linier Pelat Satu Arah Beton Bertulang Berongga Bola,” J.
Tek. Sipil, vol. 12, no. 4, pp. 233–
240, 2016, doi:
10.24002/jts.v12i4.631.
[5] G. I. Y. Akhir, “Perilaku Lentur Dan Geser Pelat Sistem Satu Arah Beton Bertulang Berongga Dengan Tebal Tetap Dan Pemanfaatan Kaleng Kemasan Susu Sebagai Pembentuk Rongga,” Pros. Senat., pp. 519–527, 2017.
[6] W. A. Krasna, D. Sulistyo, and B. Supriyadi, “Perilaku Geser pada Keadaan Layan dan Batas Balok
Beton Bertulang Berlubang
Memanjang (Shear Behavior in the Serviceability and Ultimate Limit State of Hollow Core Reinforced Concrete Beam),” vol. 13, no. 2, pp. 145–154, 2010.
[7] T. Lai, “Structural behavior of
bubble deck slabs and their
application to lightweight bridge decks,” pp. 1–42, 2010, [Online]. Available:
https://dspace.mit.edu/handle/1721.1 /60774.
